JPH01150460A - 耐摩耗性および耐肌荒れ性に優れた圧延用複合ロールの鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は芯材と外殻層材の化学組成が異なる複合ロール
の製造において、強靭な芯材を有し、かつ外殻層材と芯
材とが冶金的に完全に接合され、かつ外殻層材質が強靭
化されたロールを鋳造する方法に関する。

し従来の技術］ 薄鋼板の熱間圧延等に使用されるワークロールでは、圧
延使用層に耐摩耗性および耐肌荒れ性が要求される。

耐摩耗性の観点からニハード鋳鉄系、高クロム鋳鉄系の
炭化物量の多い材料がロールの外殻層に使用されている
。

従来は、ロールの材゛質選定において、耐摩耗性が重視
されていたが、圧延板の品質の高級化に伴い、耐肌荒れ
性が重視されるようになってきた。

耐摩耗性はロール原単位の向上のみならず、ロールチャ
ンスフリー化を阻害する局部摩耗を防止するため、ロー
ルのｆｉ′ｉ摩耗性が必要である。

すなわち、ロールは耐摩耗性と耐肌荒れ性を同時に兼ね
備えている必要がある。

耐肌荒れ性を向上させるためには、ロール材の靭性を高
める必要がある。一方、耐摩耗性を向上させるための炭
化物は、靭性を低下させる。従って、耐摩耗性と耐肌荒
れ性を同時に満足させることは非常に困難であった。

耐摩耗性および耐肌荒れ性を同時に満たすロール外殻層
を得る方法として、従来は、ロール鋳造時に鋳型を強制
冷却することによって、凝固組織の微細化を図り、共晶
炭化物を小さくして、前述の要求特性を満たす方法があ
った。しかし、鋳型冷却による凝固組織微細化は鋳型に
近い部分では満足されるが、鋳型から離れるにつれて凝
固組織微細化の程度は低下する。従らてロール使用層全
域において、前述の要求特性を満たすことはできない。

本発明者は強靭な芯材を有し、かつ外殻層を強靭化した
ロールを製造する方法として、特願昭６２−１４７００
０において、先に芯材を作り、その周囲に冶金的に接合
した優れた特性をもつ外殻層を形成する方法を提案した
。

その方法は回転自在なロール鋳型内に芯材を同心に回転
自在に保持し鋳型と芯材を回転させながら、鋳型内に溶
湯を注入してロールの外殻層を鋳造するものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記提案をさらに発展させ、ロールの使用層の
全域において、耐摩耗性および耐肌荒れ性の両方を具備
すべく、必要な炭化物量と靭性を兼ね備えた外殻層を有
する複合ロールの鋳造方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段１ 本発明は上記問題点解決の技術的手段として、回転自在
なロール鋳型内において、該鋳型の回転軸からの偏心量
を自在に調整できる芯材を回転自在に保持し、該鋳型と
該芯材を回転させて、前記鋳型内に溶湯を注入し、該偏
心量を変化させながらロールの外殻層を鋳造することを
特徴とする複合ロールの鋳造方法である。

〔作用１ 本発明では、芯材を予め製作しておき、これを外殻層溶
湯で鋳ぐるむもので、外殻層の鋳造組織を微細にするた
め、芯材と鋳型との間で偏心運動させ、外殻層をいわば
溶湯によって鍛造するような作用によって、鋳造組織の
微細な外殻層を備えた複合ロールの製造を可能とするも
のである。

本発明の構成と作用を第１図を参照しながらさらに詳細
に説明する。

外殻層を鋳造するための円筒状の鋳型ｌを駆動系を有す
るローラ４で回転させる。

鋳型１の内部に芯材２を配設し、鋳型ｌの回転軸に対す
る芯材２の回転軸の偏心量を自在に変えられる機能を備
えた芯材回転装置５．５ａにより芯材２を回転させる。

外殻層の鋳造に当っては、芯材２と鋳型ｌとの間隙に、
図示しない注入管を介して、外殻層溶湯３を必要量注入
する。注湯直後の溶湯が鋳型ｌからこぼれるのを防止す
るため、芯材２と鋳型１の回転は、方向と速度を一致さ
せ、偏心量をゼロ、すなわち同心円で回転させるのが望
ましい。

外殻層溶湯３は注湯直後から、鋳型ｌおよび芯材２との
接触面から凝固を開始する。この状態で凝固が進行する
と通常の遠心鋳造で得られる凝固組織となるが、芯材２
の回転軸を鋳型■の回転軸から偏心させることによって
、外殻層溶湯３の内部に渚渦流および不均一な圧力分布
が生じる。その結果、凝固中のデンドライトが折れて、
溶湯中に浮遊し、細かな等軸品を形成するもとになる。

凝固末期においては、半溶融状態における鍛造効果のた
めに、巨大な共晶炭化物の破壊が起き、組織の微細化が
図られる６ 本発明で得られた組織は、炭化物量を低減させることな
く微細化されているため、硬さと靭性を備えている。従
って、ロールとして要求される耐摩耗性、耐肌荒れ性の
両方の特性に優れている。

溶湯鍛造に伴う溶湯移動および凝固収縮に伴う溶湯補給
のために十分な押湯が必要になる。本発明では、押湯部
を保温するため、鋳型ｌ、芯材２の押湯部との接触部に
保温材６を設置した。

［実施例］ 本発明による具体的実施例として、外殻層にニッケルグ
レン鋳鉄を用い、芯材に球状黒鉛鋳鉄を用いた複合ロー
ルに本発明を適用した結果を述べる。

実施例の外殻層および芯材の化学組成を第１表に示した
。

ロールのサイズは胴径φ７８０　ｍ　ｍ　、胴長２１０
０ｍｍ、全長４９００ｍｍ、目標外殻層厚８０ｍｒｎで
ある。

予め鋳造した球状黒鉛鋳鉄の芯材を胴径φ６３０ｍｍに
加工し、鋳型内の所定位置にセットした。

外殻層溶湯的３．７ｔを温度１３５０℃で回転している
鋳型内に鋳込んだ。

鋳込時の鋳型および芯材の回転数は６５０ｒｐｍ（約１
３０Ｇ）、芯材の偏心量は、Ｏｍｍとした。鋳型と芯材
の回転方向は同じ方向である。鋳込完了直後から、芯材
を鋳型の回転中心に対して１ｍｍ偏心させて回転した。

凝固の進行につれて、芯材のトルクが上昇するため、芯
材トルクが５０ｋｇｆｍを超えないよう、偏心量を小さ
くする制御を行った。

本発明を適用した実施例で得られたロールは、硬さ）ｌ
ｓが７９、引張強さ４２ｋｇｆ／ｍｍ’、伸び１．４％
であった。従来法で鋳造された比較ロールでは、硬さＨ
ｓ８０、引張強さ４０ｋｇｆ／　ｍ　ｒｎ’、伸び０．
５％であった。従って、本発明を適用した実施例では硬
さを低下させることなく、靭性の向上が図られている。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の複合ロール鋳造方法によれば、次
の効果がある。

ｌ）外殻層の硬さを損なうことなく、靭性を向上させる
ことができ、耐摩耗性、耐肌荒れ性の優れたロールを容
易に製造することができる。

２）芯材と外殻層を冶金的に接合することができる。

３）芯材に強靭な材料を使用することができる。

４）外殻層の凝固組織を変えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を好適に実施するための装置の断面図で
ある。 ■・・・鋳型 ２・・・芯材 ３・・・外殻層溶湯 ４・・・ローラ ５・・・芯材回転装置 ６・・・保温材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　回転自在なロール鋳型内に、該鋳型の回転中心に対
   して偏心量を調整自在な芯材を回転自在に保持し、該鋳
   型と該芯材を回転させて前記鋳型内に溶湯を注入し、前
   記偏心量を変化させながらロールの外殻層を鋳造するこ
   とを特徴とする複合ロールの鋳造方法。